DISTILARE FRACȚIONALĂ: PROCES, APLICAȚII - CHIMIE - 2025

Distilare fracționată este un proces fizic care emulează distilarea simplă tehnică bazată pe punctul de fierbere al speciei utilizate pentru amestecuri separate de tip omogen de diferite substanțe prezente în fază lichidă sau amestecuri de tip lichid-solid eterogen nu volatile.

În acest sens, metoda de distilare fracțională implică evaporarea speciilor lichide, condensarea speciilor cele mai volatile în ordinea crescândă a punctului lor de fierbere și colectarea ulterioară a substanței care a fost dorită inițial să fie obținută.

Este o metodă folosită de secole în civilizațiile umane într-un mod rudimentar. Eficiența distilării îi permite să fie utilizată în prezent atât în ​​mediul industrial, cât și în laborator.

Principiul acestei tehnici este utilizat într-un număr mare de aplicații în diferite domenii ale științei sau industriei.

Procesul de distilare fracțională

Distilarea fracțională constă în separarea unei soluții în elementele sale constitutive care sunt în stare lichidă, pe baza diferenței dintre punctele de fierbere ale acestora și aplicate atunci când această diferență este mai mică de aproximativ 25 ° C.

Astfel, atunci când un amestec ale cărui puncte de fierbere diferă considerabil este plasat sub încălzire, când temperatura de fierbere a componentei cele mai volatile este atinsă, se va forma o fază de vapori, care va conține cea mai mare parte a acestei substanțe la început.

Apoi, pe măsură ce temperatura continuă să crească și pe măsură ce trece timpul, se produc continuu mai multe cicluri de evaporare și condensare (fiecare ciclu este cunoscut sub numele de "placă teoretică"), până când elementul cu cel mai mic punct de fierbere apare mai întâi.

În fiecare ciclu, constituirea fazei de vapori găsită în coloană acumulează o cantitate mai mare de componentă cu cea mai mare volatilitate, motiv pentru care această substanță se află în esență în stare pură când ajunge în vârful coloanei de fracționare.

Echipamente de distilare fracțională

În laboratoare, se utilizează echipament care constă în primul loc al unui balon sau a unui balon de distilare din sticlă, în care se pune soluția, care este plasată direct sub încălzire. Câteva pietre în clocot sunt plasate în interiorul acestui balon pentru a controla acest proces.

Acest balon este atașat la o coloană de fracționare printr-un conector cu trei gâturi, unde lungimea coloanei determină cât de completă va fi distilarea.

Adică, cu cât coloana este mai lungă, cu atât separarea va fi mai eficientă. În plus, este necesar un termometru pentru a înregistra temperatura în timp, astfel încât procesul de distilare să poată fi controlat.

De asemenea, structura internă a coloanei este concepută pentru a simula mai multe distilări simple succesive succesive, ceea ce se întâmplă deoarece aburul se ridică treptat în sus pe coloană, se condensează temporar în vârf și se ridică în mod repetat.

În continuare, evacuarea acestei coloane este conectată la un condensator care determină răcirea vaporilor substanței separate și purificate.

Aceasta este stocată într-un recipient specific pentru a o colecta, crescând din nou temperatura până când ajunge la punctul de fierbere al componentei următoare, a doua cea mai volatilă, repetând procesul descris, în care fiecare componentă este stocată într-un recipient specific pentru aceasta.

Aplicații

Fiind una dintre cele mai importante și utilizate pe scară largă în separarea amestecurilor lichide, această tehnică de separare fizică are multe beneficii care sunt observate în numărul mare de aplicații care au fost date atât în ​​industrie cât și în laborator.

- Începând cu utilizările la scară industrială ale distilării fracționate, în instalațiile de rafinare a uleiului se folosește pentru separarea țițeiului în fracțiile sale componente.

În acest sens, este utilizat pentru obținerea și prelucrarea gazului natural care este extras în aceste procese industriale. În plus, este utilizat în instalații chimice și procese petrochimice pentru prelucrarea substanțelor precum fenolul sau formaldehida.

- Este utilizat în instalațiile de separare a aerului criogen pentru a descompune aerul din atmosferă în elementele sale principale.

- Distilarea fracțională este utilizată pentru desalinizarea apei de mare.

- La scară de laborator, este utilizat la purificarea reactivilor și a produselor, cum ar fi obținerea ciclopentadienei prin distilarea dicicopentadienei comerciale.

- Este utilizat pentru reciclarea solvenților deja folosiți, prin purificare prin această tehnică.

Exemple

Distilarea fracțională a petrolului

În cazul uleiului, distilarea fracționată se realizează în echipamente de dimensiuni enorme, numite turnuri de distilare, care imită coloane de fracționare și sunt concepute special pentru separarea petrolului brut în diferite tăieri sau fluxuri în funcție de raza sa. fierbere.

Acest interval de fierbere se referă la intervalul punctelor de fierbere ale fiecărei fracții separate, deoarece sunt amestecuri de hidrocarburi cu componente diferite și, prin urmare, au puncte de fierbere diferite.

Înainte de a intra în turnul de distilare, uleiul brut este încălzit la o temperatură de aproximativ 400 ° C, pentru a vaporiza această substanță și este separat în coloană în ordinea crescândă a intervalului său de fierbere.

În acest fel, cele mai volatile tăieri precum gazele (propanul, butanul …), benzina și nafta se află în partea superioară a coloanei, iar pe măsură ce coboară, se găsesc fluxurile „mai grele”, cum ar fi lubrifianți sau componente reziduale.

Unele fracții extrase din turn (cum ar fi benzina) sunt adăugate și îmbunătățite pentru comercializarea ulterioară; alte tăieri, cum ar fi motorina, sunt utilizate ca furaj sau combustibil pentru alte procese din industrie.

Alți curenți, cum ar fi substanțele reziduale, sunt introduse în alte procese care le separă în componentele lor și le oferă alte utilizări, sau valoarea comercială a acestora este crescută.

Referințe

1. Wikipedia. (Sf). Distilație fracțională. Recuperat de pe en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimie, ediția a noua. Mexic: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Distilare. Preluat de pe britannica.com
4. LibreTexts. (Sf). Distilație fracțională. Recuperat din chem.libretexts.org
5. Kelter, PB, Mosher, MD, și Scott, A. (2008). Chimie: știința practică. Obținut din books.google.co.ve
6. BBC. (Sf). Distilație fracțională. Recuperat de la bbc.co.uk